基于tinyos的无线传感器网络路由协议的研究与实现1

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1、基于tinyos的无线传感器网络路由协议的研究与实现［1】孔庆云莹湘&第一章：绪论§1.1协议开发的背景及意义本文要介绍的是无线传感器网络（WSN）里一种路由协议的设计与实现，该路由协议的开发属于苏州中科集成电路设计中心（苏州中科）在孵项目，苏州中科RF项目组的三个课题组Z———无线传感器网络组的一个研究方向。无线传感器网络小组主要研究无线传感器网络应用系统、路由协议开发、mac层协议开发、超宽带（UWB）以及数据融合等方向。无线传感器网络作为一个新兴的领域，吸引了国内外众多科研单位和学者对其各方面进

2、行深入的研究。无线传感器网络涉及到的学科很多，应用到的领域也很广，路由协议是其中非常重要的一个方向。无线传感器网络可以看作是一种adhoc网络，它支持点对点通信和数据的多跳传播。但是，无线传感器网络与一般的adhoc网络又有所不同，它所应用的环境更加复杂，传感器节点本身的功能简单，节点的部署更加密集，拓扑结构更容易变化，这就要求无线传感器网络不能使用传统的adhoc网络里的路由协议。应用于无线传感器网络的路由协议是与应用紧密和关的，不同的应用对数据传输的要求不同，对能量的限制不同，对网络延迟的要求也不

3、同。比如：应用于军方侦察敌方口标区域环境参数的无线传感器网络耍求数据传输的可靠性高，要对大量数据进行融合计算提取有用信息。另外，由于不方便或不可能更换传感器节点的电池，耍求无线传感器网络的生命周期尽可能的长，这就耍平衡网络负载,在选路过程中均衡节点能量的使用，避免出现部分节点由于过度使用而出现节点失效，导致整个网络存在不能到达的网络空洞。路由协议的好坏直接影响着无线传感器网络的整体性能，况且在无线传感器网络中，路由协议与应用类型关系密切。不同应用对传感器网络性能的侧重面不同，没有任何一种路rtl协议可

4、以适用于所有环境。这种情况下针对不同类型的应用开发和应的路由就显的特別重要，国内外对于无线传感器网络路由协议的研究也是非常的热门。无线传感器网络可应用于军方、民用以及外太空探索等多种领域，应用前景非常广阔，它一岀现就在科技界激起了很大反响。n前国际市场和国内市场正在逐渐产生无线传感器网络的产品和应用，比如传感器网络先锋公司——Crossbow公司生产的MPR系列的传感器节点以及提供的家庭解决方案等，我国深圳先进技术研究院止在进行解决煤矿安全的项目，宁波中科也已经口行研发出了无线传感器网络软硬件产品：g

5、ains系列节点以及配套的操作系统gainsOs。优化配置无线传感器网络中的资源，适应网络拓扑的动态变化，没有相应的路由协议是不可能做到的。随着无线传感器网络应用的范围日益扩展，和具体应用紧密相关的路由协议的研发就显的越来越重要，对路由I■办议的研究对发挥无线传感器网络的整体性能，提高应用效率起着非常重要的作用。路由协议以及下层mac层和物理层协议的研发水平从一定程度上决定了无线传感器网络的研发水平，它们在一定程度上决定了无线传感器网络的整体性能。§1.2无线传感器网络概述微电子技术、计算机技术和无线

6、通信技等技术的进步，推动了低功耗多功能传感器的快速发展，使其在微小体积内能够集成信息采集、数据处理和无线通信等多种功能。无线传感器网络(wirelesssensornetwork,WSN)就是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一个多跳的组织的网络系统，其H的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域屮感知对象的信息，并发送给观察者。人们叮以通过传感器网络宜接感知客观世界，从而极人地扩展现有网络的功能和人类认识世界的能力。美国商业周刊和MIT技术评论在预测未來技术发展的报告

7、中，分别将无线传感器网络列为21世纪最有影响的21项技术和改变世界的10大技术之一。无线传感器网络、塑料电子学和仿生人体器官又被称为全球未来的三大高科技产业。早在上世纪70年代，就出现了将传统传感器采用点对点传输、连接传感控制器而构成无线传感器网络雏形，我们把它归之为第一代无线传感器网络。随着相关学科的不断发展和进步，无线传感器网络同时还具有了获取多种信息信号的综合处理能力，并通过与传感控制器的相联，组成了有信息综合和处理能力的传感器网络，这是第二代传感器网络。而从上世纪末开始，现场总线技术开始应用于

8、传感器网络，人们用其组建智能化传感器网络，大量多功能传感器被运用，并使用无线技术连接，无线传感器网络逐渐形成。无线传感器网络起源于1994年加州伯克利分校的WilliamKaiser提交的“LolPowerWirelessIntegratedMicrosensors”研究计划书。该计划书提出TMEMS微小节点的概念模型，描述了极具想象力的应用背景。在无线传感器网络的研究初期，人们一度认为成熟的Internet技术加上Ad-hoc路由机制对传感器网络的设计